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Interview mit Admatec

Coverlens – was ist machbar?

20. August 2021, 10:00 Uhr   |  Markus Haller

Coverlens – was ist machbar?
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Sven Flagmann, Vertriebsleiter bei Admatec: »In der Regel erhöht eine Coverlens die optische Wertigkeit eines Gerätes.«

Die Coverlens ist haptische Schnittstelle, Schmuckelement und Funktionsträger zugleich. Welche Modifikationen von Value-Added-Distributoren und Entwicklungsdienstleistern angeboten werden und welchen Mehrwert sie bieten, erklären Dr. Hagen Ploog und Sven Flagmann.

Der PCAP ist der Standard unter den Touch-Bedienungen. In der Unterhaltungselektronik hat ihm die Fähigkeit zur Multitouch-Erkennung und Handschuhbedienung zum Durchbruch verholfen. Aus Sicht des Systementwicklers macht aber ein anderes Merkmal die PCAP-Technik besonders: Sie lässt sich hinter einem Frontglas schützen – der Coverlens. Neben einer reinen Schutzfunktion gegen Abrieb lassen sich über die Coverlens zusätzliche Funktionen im Displaysystem umsetzen.

Markt&Technik: Wann wird zwingend eine Coverlens benötigt?

Dr. Hagen Ploog: Immer, würde ich ganz provokant sagen. Tatsächlich ist es so, dass es bei vielen Anwendern durch die alltägliche Nutzung von Touchdisplays den Impuls gibt, die Displayfläche zu berühren. Bei zu viel Druck wird sowohl bei Passiv-LCDs als auch bei TFTs die innere Schicht beschädigt und es können auf der obersten Schicht, dem Polarisator, unschöne Kratzer entstehen. Wenn das Display also einen besonderen mechanischen Schutz benötigt, ist eine Coverlens vor dem Display zwingend erforderlich. Außerdem kann man aus technischen Gründen, sobald ein kapazitiver Touch verbaut wird, nicht auf die Coverlens verzichten. Daneben gibt es noch weitere, sowohl praktische als auch optische Gründe, die je nach Kundenanwendung für eine Coverlens sprechen.

Um welche funktionellen Elemente kann eine Coverlens ergänzt werden?

Dr. Ploog: Bei der Oberfläche der Coverlens sind Anti-Fingerprint-, antibakterielle und sogar antivirale Veredelungen möglich. Für Anwendungen im Sicherheitsbereich, bei denen beispielsweise PINs eingegeben werden, sind Privacy-Filter beliebt, um die Sichtbarkeit des Anzeigeninhalts aus größeren Blickwinkeln zu verhindern. Speziell für Außenanwendungen ist eine entspiegelte Oberfläche zur besseren Ablesbarkeit des Displays gegen Reflexion nützlich. In einem solchen Fall kann die Coverlens mit einem vom Kunden definierten Gloss-Wert gefertigt werden. Dafür wird die Oberfläche angeätzt, um die Lichtstrahlen unregelmäßig zu zerstreuen.

Ebenfalls für Außenanwendungen gedacht sind UV-Filter, die zum Beispiel beim Bootssport sinnvoll sind, um das Verblassen der anzuzeigenden Farbe zu verhindern, und Infrarotfilter. Letztere vermindern die Erwärmung durch die Sonne und schützen so beispielsweise in der Sonne stehende Digital Signage Displays vor dauerhaften Schäden. Eine beliebte Funktion für eine höhere Benutzerfreundlichkeit ist haptisches Feedback, das nach dem Betätigen einer Bedienfläche ausgelöst wird, z.B. Vibration. Ebenso sind taktile Feedbacks durch eingravierte Bereiche in Abstimmung mit dem Touch denkbar.

Sicherheitsaspekte betreffen nicht nur den Schutz des Displays vor Vandalismus oder Beschädigung durch Herunterfallen, sondern können im Falle eines Glasschadens durch Splitter auch für den Schutz von Menschen wichtig sein. Für besonders dicke und widerstandsfeste Cover-Gläser wird die thermische Härtung genutzt. Im Falle eines Schadens zerbersten diese Gläser in Krümel anstatt in kleine und große Splitter, ähnlich wie die Frontscheibe eines Autos. Zusätzlich können diese Krümel durch eine Folie aufgefangen werden. In der Lebensmittelbranche wird gänzlich auf Glas verzichtet und stattdessen eine Kunststoff-Coverlens eingesetzt. Auch hier kann die Oberfläche chemisch oder durch Aufbringen von zusätzlichen Folien geschützt werden.

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© Admatec

Dr. Hagen Ploog, Technischer Leiter bei Admatec: »Wir müssen gewährleisten, dass bei Änderungen an der Coverlens der Touch noch so funktioniert wie gewünscht.«  

Sven Flagmann: Bei Funktionen der Coverlens muss noch das Bonding erwähnt werden, also das Verkleben von Coverlens und Display. Welches Verfahren hier eingesetzt wird, hat Einfluss auf die Ableseeigenschaften des Displays. Grob kann man zwei Methoden unterscheiden: Air-Gap Bonding und Optical Bonding. Bei Ersterem wird die Coverlens mit doppelseitigen Klebestreifen auf dem Display angebracht. Daher ist zwischen dem Display und der Coverlens ein Luftspalt. Bei der zweiten Methode wird das Display ohne Luftspalt entweder vollflächig mit einem dünnen Klebefilm – auch OCA genannt – oder aber mit gelartigem Kleber, der auch als LOCA bekannt ist, auf das Coverglas geklebt. Die markanten Vorteile vom teureren Optical Bonding sind, dass das Licht durch den fehlenden Luftspalt nicht mehr gebrochen und damit auch weniger reflektiert wird. Die Folge ist ein höherer Kontrast und eine reduzierte Reflexion. Damit verbessert sich die Ablesbarkeit des Displays im Sonnenlicht, und Staubeinschlüsse zwischen Display und Coverlens werden ausgeschlossen. Auch die mechanische Stabilität wird durch die vollflächige Verklebung verbessert.

Eine Faustformel für die zusätzlichen Kosten für ein Optical Bonding lautet 2 US-Dollar pro Zoll Display-Diagonale. Ist das ein hilfreicher Richtwert für Einkäufer?

Flagmann: Es gibt sicherlich Fälle, in denen das stimmt. Allgemein gilt das aber nicht, und je nach Klebetechnik, Qualitätsanforderungen und Stückzahlen – um nur ein paar Einflussgrößen zu nennen – können die Zusatzkosten hier nach oben oder unten deutlich abweichen. Natürlich wäre eine Faustformel als Orientierung für den Kunden hilfreich, aber dazu müsste man alle relevanten Parameter berücksichtigen, und das lässt sich nach unserer Ansicht nicht in einer allgemeinen Formel ausdrücken.

Dr. Ploog: Der vielleicht größte Mehraufwand beim Optical Bonding gegenüber dem Air-Gap-Verfahren liegt im benötigten Reinraum und der langen Lernkurve, um den Prozess wirklich gut zu beherrschen. Zwar sollte auch beim Air Gap kein Staub zwischen Display und Coverlens eingeschlossen werden, der lässt sich zur Not aber auch durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt wieder entfernen. Das ist beim Optical Bonding nicht möglich, und daher muss es zwingend im Reinraum geschehen. Den Aufwand für Anschaffung und Unterhalt können nur sehr wenige Anbieter betreiben. In der Regel wird der Bonding-Prozess von spezialisierten Firmen in China durchgeführt und der Display-Systemanbieter in Deutschland stellt über seine eigenen Qualitätskontrollen sicher, dass der Prozess gut ausgeführt wurde. Hierbei sind uns auch schon Fälle begegnet, bei denen Anbieter das Bonding nicht gut beherrschen – und so etwas kann auch passieren, wenn das Bonding in Europa durchgeführt wird.

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1. Coverlens – was ist machbar?
2. Wie kann der Einkäufer sicherstellen, dass sein Anbieter den Bonding-Prozess beherrscht?

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